Фрезы для металлообработки


Виды фрез по металлу для фрезерного станка – классификация, особенности

Чтобы иметь возможность обрабатывать стальные заготовки, придавая им нужную форму, на производстве широко используют фрезерные станки. Благодаря фрезам по металлу для фрезерных станков получают изделия в точном соответствии с инженерным проектом. Типы фрез, представленные сегодня на отечественном рынке, отличаются большим разнообразием, что позволяет подобрать наиболее подходящий для конкретного случая вариант.

Основные разновидности фрез

Принципы классификации фрез по металлу

Различные виды фрезерных станков обусловлены конструкцией и назначением инструмента, а также способом подачи фрезы, среди которых можно выделить винтовой, вращательный и прямолинейный. Рабочие кромки режущего инструмента, каждая из которых, по сути, представляет из себя резец, изготавливаются из особо твердых сплавов стали или из таких материалов, как керамика, алмаз, кардная проволока и прочих.

Разнообразие фрез дает возможность осуществлять выборку материала на самых сложных участках, в результате чего заготовке придается требуемая форма и она превращается в конкретную деталь.

Множество видов фрез на одном фото

Классификация фрез производится по следующим параметрам:

  • расположение зубьев (резцов);
  • конструкция (сборная, цельная);
  • конструкция зубьев;
  • направление зубьев;
  • способ крепления режущих элементов;
  • материал режущих элементов.

Типы фрез по металлу

Любому начинающему мастеру, столкнувшемуся с необходимостью обработки металла, приходится искать информацию о том, какие бывают фрезы. Опишем наиболее распространенные виды фрез по назначению.

Дисковые

Дисковая фреза

Дисковые фрезы используются для следующих типов работ:

  • обрезки заготовок;
  • прорезания пазов;
  • выборки металла;
  • снятия фасок и т.д.

Режущие элементы таких инструментов могут располагаться как с одной, так и с двух сторон. В зависимости от вида обработки (от предварительной до финишной) меняется размер фрезы и ее зубьев. Твердосплавные дисковые фрезы работают в самых сложных условиях при высокой вибрации и невозможности эффективно выводить стружку из области резания.

Из разновидностей таких инструментов можно выделить:

  • пазовые;
  • прорезные;
  • отрезные;
  • предназначенные для обработки детали из металла с двух или трех сторон.

Названия этих инструментов определяются их назначением: так, отрезные фрезы нужны для отрезки заготовок из металла на фрезерных станках, а с помощью прорезных производят прорезку пазов и шлицев.

Торцевые

Торцевые фрезы со сменными пластинами

Такие фрезы работают с плоскими и ступенчатыми поверхностями деталей из металла. Из самого названия понятно, что торцевая часть инструмента является рабочей, соответственно, ось его вращения перпендикулярна обрабатываемой плоскости детали. Чаще всего такие фрезы довольно массивны, благодаря чему в них удобно использовать сменные пластины. Большое количество зубьев на участке соприкосновения с деталью из металла позволяет добиться высокой скорости обработки и плавности работы инструмента.

Цилиндрические

Фрезы такого типа могут быть как с прямыми, так и с винтовыми зубьями. Первыми обрабатывают узкие плоскости, а вторые работают плавнее и потому получили универсальное применение.

Цилиндрическая фреза

Осевые усилия, возникающие при определенных режимах работы фрез с винтовыми зубьями, бывают весьма высокими. В этих случаях применяют сдвоенные инструменты, зубья которых расположены с разным направлением наклона. Благодаря этому решению возникающие в процессе резания осевые усилия уравновешиваются.

К этому типу также относятся рашпильные фрезы типа «кукуруза», с их помощью обрабатывают уступы и прорезают канавки.

Цилиндрическая фреза типа «кукуруза» в работе

Угловые

Край такой фрезы по металлу, используемой для обработки наклонных поверхностей, а также угловых пазов, имеет коническую поверхность. Существуют как одноугловые, так и двухугловые типы инструментов, отличающиеся между собой расположением режущей кромки (в двухугловых моделях они расположены на двух смежных конических поверхностях, а в одноугловых – на одной конической поверхности). С помощью таких фрез можно выполнять стружечные канавки в инструментах разного рода.

Угловая фреза типа «ласточкин хвост»

Для формирования пазов со скошенными боковыми поверхностями применяются одноугловые инструменты по металлу типа «ласточкин хвост» и перевернутый «ласточкин хвост».

Концевые

Чаще всего концевые (или пальчиковые) фрезы по металлу применяют для создания пазов, контурных уступов и выемок, обработки взаимно перпендикулярных плоскостей.

Концевые фрезы делятся на несколько разновидностей по следующим признакам:

  • монолитные или припаянными режущими элементами;
  • с коническим или цилиндрическим хвостовиком;
  • для конечной обработки металла (мелкие зубцы) или для грубой (крупные зубцы).

Концевые фрезы

Концевые твердосплавные фрезы применяются для работы с плохо обрабатываемыми металлами – сталью, чугуном и др. Среди концевых фрез выделяют также сферические (шаровые), необходимые для обработки выемок сферической формы, радиусные, служащие для выборки пазов разнообразных форм, грибковые – твердосплавные фрезы для Т-образных пазов на заготовках из чугуна, стали, цветных металлов. К концевым также относятся граверы или фрезы для гравировки, которые используются для обработки драгоценных металлов, меди, латуни и других материалов.

Фасонные

Из названия становится ясно, что данный тип режущего инструмента призван обрабатывать фасонные поверхности. Такие фрезы активно применяются для обработки деталей из металла со значительным соотношением длины заготовки к ее ширине, так как фасонные поверхности деталей небольшой длины на крупных производствах чаще изготавливают методом протягивания. Фасонные фрезы с затылованным углом сложнее всего подвергать заточке.

Фасонная фреза

По типу зубьев фасонные фрезерные инструменты по металлу делятся на два типа:

  • с остроконечными зубьями;
  • с затылованными зубьями.

Червячные

Обработка выполняется методом обката за счет точечного касания заготовки инструментом. Червячные фрезы подразделяются на ряд подвидов по следующим параметрам:

  • цельные или сборные;
  • правые или левые (направление витков);
  • много- или однозаходные;
  • с нешлифованными или со шлифованными зубьями.

Червячная фреза

Кольцевые фрезы (или корончатые сверла)

Такие инструменты служат для получения отверстий, причем кольцевые фрезы обеспечивают более высокую скорость резания в сравнении со спиральными сверлами приблизительно в 4 раза.

Существуют фрезы по металлу не только для станков с ЧПУ, но и для дрели. Иначе их еще называют борфрезами. В их конструкции предусмотрена специальная шпилька для зажима в патроне дрели. В продаже борфрезы можно встретить только в виде комплектов, поскольку работа с металлом с помощью дрели требует точности и соответствующих конкретной задаче форм фрезы.

Кольцевые фрезы

Для ручного фрезера фрезы тоже покупают комплектом. Существуют кромочные инструменты с подшипником и без него. Первые применяются для обработки на ручном фрезере кромки детали, вторые могут быть использованы на любом участке заготовки, однако для более точной их работы требуются шаблоны. На отечественном рынке встречаются, как правило, китайские режущие инструменты для ручного фрезера, однако их качество можно оценить как достаточно высокое.

В домашних условиях для обработки металла можно использовать такой инструмент, как сверло-фреза. Однако применять его можно только для деталей небольшой толщины. Специалисты не рекомендуют вставлять его в ручной фрезер – оно должно использоваться только в электродрели.

Широкие возможности фрезерных станков

Следует отметить, что современные фрезы позволяют работать практически со всеми видами металлов и сплавов, включая сталь, чугун, алюминий, медь и так далее. Современные фрезерные станки отличаются хорошей эргономичной конструкцией, высокой безопасностью и наличием большого числа датчиков, контролирующих температуру двигателя, скорость вращения фрезы и прочие параметры.

Правильный выбор и своевременная заточка инструмента позволяют работать с максимальной отдачей и высокой точностью, придавая детали требуемую форму.

met-all.org

Твердосплавные фрезы для металлообработки и концевой инструмент

Распространенный способ обработки деталей фрезерованием по производительности превосходит метод строгания в условиях крупного участка, но уступает наружному протягиванию. Для фрезерования характерно быстро оборачиваемое вращение инструмента и медленная подача обрабатываемой заготовки поступательным, винтовым или вращательным способом. Прямолинейная подача позволяет наносить на цилиндрической поверхности канавки и пазы, делать ее фасонную обработку. При вращательной подаче с помощью фрезеровки обрабатывают вращательные поверхности, а винтовая подача позволяет наносить впадины косозубых колес или стружечные канавки.

Для изготовления подходят твердые металлические сплавы ВК 8, ВК 6-М, ВК 10-ХОМ. Твердосплавные, независимо от формы, обладают высокой износоустойчивостью и прочностью, будь то фасонный вариант или инструмент для обработки металла.

Популярным материалом для производства фрез по металлу являются вольфрамовые сплавы, отличающиеся высокими показателями прочности. Некоторые фрезы выпускаются для обработки сталей с высокими жароустойчивыми качествами. Для них не только применяются стандартные сплавы с добавлением титана, но и привычный компонент заменяется молибденом. Прочностные характеристики не уступают титановым фрезам, но стоимость для производства намного меньше.

При производстве существуют параметры шероховатости поверхности, которые для рабочего режущего инструмента не должны превышать:

  • для задних и передних режущих кромок главного направления — 1,6 мкм;
  • на поверхности хвостовика — 0,63 мкм;
  • вспомогательные кромки и фаски — 3,2 мкм;
  • остальные рабочие и боковые поверхности — 20 мкм.

Типы, размеры и формы инструмента

Фреза является исходным вращательным телом с режущими зубьями на поверхности, при обработке касается поверхности заготовки. Форма инструментального элемента выбирается в зависимости от требуемого способа обработки детали.

Изменяя положение инструмента и оси относительно рабочей поверхности детали, можно применять различные виды твердосплавных фрез для решения требуемой задачи.

Цилиндрические элементы

Используются на фрезерных станках горизонтального типа для обработки плоскостей. Цилиндрические фрезы бывают:

  • с винтовыми зубьями;
  • с прямыми зубьями.

Рабочий инструмент с прямыми кромками применяется для узких поверхностей, где винтовой вариант применять нерезультативно. В месте стыка одни режущие кромки перекрываются другими. Материалом для изготовления служит быстрорежущая сталь с твердосплавными винтовыми и плоскими пластинками.

Торцевые фрезы используют при горизонтальной обработке на фрезерных станках вертикального типа, при этом их ось располагается перпендикулярно к выбранной плоскости. У этого варианта режущего инструмента выборка металла происходит с помощью вершин кромок зубьев, а у цилиндрического все точки обрабатывающих кромок выступают профилирующими.

Режущие кромки торца выступают в качестве вспомогательных, а главная работа предстоит боковым наружным кромкам. Из-за включения в работу только вершин зуба форма режущих поверхностей торцевой фрезы для плоских деталей выполняется разнообразной конструкции. Плавная работа торцевого режущего инструмента обеспечивается и в случае небольшого припуска, так как угол соприкосновения с заготовкой не определяется величиной припуска и выбирается в зависимости от ширины прохода и диаметра сверла.

Червячные фрезы

Нарезание зубьев этим инструментом остается перспективным и универсальным методом обработки с высокой производительностью и точностью, широко используется при изготовлении зубчатого типа колес. Диагональное фрезерование по типу двух подач увеличивает стойкость в несколько раз по сравнению со стандартным методом, при этом уменьшается шероховатость поверхности.

При таком методе увеличивается на 25% скорость резки по сравнению с фрезерованием навстречу и происходит экономное стачивание задних зубных поверхностей. Использование червячного инструмента требует специальных зубофрезерных станков без зазоров в конструкции подъема суппорта. Производительность повышается при использовании многозаходных фрез по сравнению с однозаходными в полтора-два раза, при этом эффективность зависит от модуля колес. Точность обработки выше у однозаходного режущего инструмента.

Многозаходные проходки увеличивают давление на станок, так как сечение отходящей стружки увеличивается. Чтобы избавиться от такого побочного эффекта, применяют многозаходные фрезы увеличенного диаметра. Повышению эффективности работ способствует работа на больших подачах, но чрезмерное увеличение этого показателя ведет к повышению шероховатости на поверхности. Увеличение производительности в полтора-два раза зависит от повышения скорости резки, что получается из-за применения при изготовлении режущего инструмента новых индустриальных материалов сталей Р14Ф4, РЮН 5Ф5, Р9К 5 ФЭМП, РЮКФ 5, Р 9К10, Р 6М5.

Дисковые фрезы

Этот инструмент с пазами двустороннего и трехстороннего типа применяется при фрезеровании канавок и пазов. У пазовых фрез зубья располагаются только на цилиндрической стороне и служат для создания не слишком глубоких пазов. Для дисковой фрезы важна ее толщина, размер которой принимается с допуском 0,04−0,05 мм, в процессе работы она стачивается. Двусторонние и трехсторонние фрезы работают не только зубьями на цилиндрической стороне, но и на торцах также расположены режущие грани.

Концевые фрезы

Используются для выемки глубоких пазов в конструкционных корпусах, фигурных выемок, ступенчатого профиля на взаимно перпендикулярных поверхностях. В станочном шпинделе концевые фрезы крепят с помощью цилиндрического или конического хвостовика.

Главная резательная нагрузка приходится на кромки, находящиеся на цилиндрической стороне, а дополнительная зачистка выполняется вспомогательными торцевыми ребрами, которые изготавливаются с наклонными или винтовыми зубьями.

Как вариант концевых фрез рассматривается работа шпоночного рабочего инструмента, выполненного в двузубом исполнении.

Такие фрезы в виде сверла проникают в материал при осевой подаче, последовательно сверлят отверстия, двигаясь вдоль паза.

При осевом движении основная рабочая нагрузка приходится на торцевые грани, одна из которых достигает оси инструмента для обеспечения сверления.

Фасонные фрезы

Такое наименование рабочий инструмент получил из-за фасонной формы режущей кромки. Эти фрезы нашли применение в работах, требующих точности и чистоты при обработке сложных поверхностей. Иногда для создания определенного отверстия или выработки фигурного паза фасонный вариант является единственным рабочим инструментом. Сложные работы возникают при создании выемок в цилиндрических и винтовых поверхностях, фасонных прямых канавок, нарезке винтовых и стружечных канавок различных инструментов.

Для обработки поверхностей вращения также используются фасонные фрезы, это редкие работы. Выбор расположения осевой линии фрезы определяет:

  • длину рабочего активного участка;
  • конструкцию и форму инструмента;
  • условия эксплуатации.

В некоторых случаях ось симметрии обрабатываемой заготовки и ось инструмента могут совпадать, в таком случае говорят о пальчиковых фрезах. Для фрезерования выбранного профиля в фасонном стиле применяется вращательное движение при поступательной подаче. От обработки несколькими резцами или одним инструментом сверление отверстия пальчиковой фрезой отличается одновременным воздействием и обработкой профиля. Это позволяет задействовать увеличенную длину режущих граней и повысить скорость обработки.

Фасонная фрезеровка винтовых поверхностей выполняется при винтовой подаче, при этом фрезерная ось может располагаться в различных направлениях.

В зависимости от такого определенного осевого положения при обработке винтовых поверхностей применяют торцевые, дисковые или пальцевые фасонные разновидности.

При фрезеровке винтовых поверхностей с формированием винтовых канавок стружечного типа, нарезании резьбы, выборке фасок и пазов режущих инструментов фасонные фрезы нашли широкое использование. Они делаются с остроконечными зубцами или с затылованными зубьями.

Затылованием называется процесс формирования задней поверхности рабочего инструмента по определенной кривой для образования задних углов. У второго вида острозаточенных разновидностей задние углы получаются при заточке. Заточке именно задней поверхности зубьев уделяется внимание, так как они более всего изнашиваются по задней части. Затылование проводится в случае сложной формы режущей кромки заднего зуба, которую нельзя заточить в результате стандартного шлифования.

Подобные наборы представляют собой группу режущего рабочего инструмента, собранного и укрепленного на единой оправке, выбранного в соответствии:

  • с профилем;
  • в зависимости от размеров фрезеруемой детали.

Чтобы повысить производительность труда, следует избавиться от большого числа установок, переходов и отдельных операций. Фрезерные диски, собранные в набор, обеспечивают качественную обработку, точность по сравнению с фрезерованием отдельным режущим инструментом. Чтобы определиться с диаметром дисков, сначала останавливаются на наименьшем, а диаметральные размеры других определяют в зависимости от взаимодействия и расположения фрезеруемых плоскостей.

Не рекомендуется использовать в наборе инструменты с диаметрами, слишком сильно отличающимися по размеру, это затрудняет выбор:

  • для всех режущих элементов целесообразного режима работы и подачи;
  • параметров диаметральных посадочных мест для всех фрезеровочных деталей в наборе.

Чтобы достичь плавной работы, зубья фрезеровочных дисков устанавливают по специальной схеме один относительно другого. С этой целью шпоночные пазы во фрезах делают со смещением к зубу на разные расстояния и углы. Из-за такого расположения каждая фреза начинает свою работу точно в заданный промежуток времени, а конструкция из нескольких фрезеровочных элементов представляет собой единую фрезу с винтовым зубом.

Если делают переточку фрез из набора, то фрезеруют вторую канавку, которая ставится единообразно для всех режущих элементов по отношению к зубьям. Наборы составляются из элементов с затылованными или острозаточенными зубьями. В процессе заточки фрез разного вида их диаметральные размеры меняются в соответствии с различными законами, что впоследствии ведет к искажению профиля детали.

Наборы однотипных режущих инструментов применяются для фрезерования сплошных и прерывистых профилей заготовки. Сплошные поверхности обрабатывают так, чтобы соседние зубья рядом расположенных фрез твердосплавных по металлу перекрывали друг друга. Это нужно для того, чтобы:

  • при обработке не образовывались риски и заусенцы;
  • меньше был показатель шероховатости;
  • сохранялись осевые параметры наборного профиля, которые изменяются в результате переточки.

Наборы из фрезеровочных дисков используются при работе на станках горизонтального типа. Подбирая набор твердосплавных режущих элементов для фрезерования, определяя область его применения, следует принимать во внимание, что усилия, возникающие в процессе обработки, не должны быть выше значений допустимой нагрузки, исходя из показателей:

  • мощности агрегата;
  • жесткости, прочности и оправки заготовки;
  • предела прочности закрепления заготовки в станке.

Учитывая значения прочности, следует иметь в виду, что наборы режущих элементов с большими диаметрами плохо ведут себя при обработке заготовок из деформируемых материалов и не жёстких конструктивных деталей. Чтобы обеспечить фрезерованной детали точные размеры при большой глубине проникновения резца, нужно делать обработку в несколько подходов: сначала черновым набором фрез, затем приступать к фрезеровке чистовыми элементами.

Инструментальное производство использует фрезы в наборе при формировании стружечных канавок, разверток, метчиков и других инструментов с режущими гранями для обработки металлических заготовок.

tokar.guru

Фреза по металлу: устройство, виды, принцип работы дискового и отрезного оборудования

Фреза является разновидностью режущих инструментов. Она изготавливается в форме блина, а на её торцевой части располагаются зубцы. Применяется она для создания канавок определённой толщины и глубины, а также для отпиливания заготовок из стальных сплавов и чёрных металлов.

Металл обрабатывается благодаря множеству лезвий, которые располагаются на зубчатом теле фрезы. При вращении инструмента происходит фрезерование, во время которого одновременно несколько зубцов контактируют с материалом, срезая слои различной толщины.

Изготавливаются рабочие зубцы из твёрдых металлов, быстрорежущей стали, кардной проволоки или минеральной керамики. В некоторых случаях фрезу делают с алмазным напылением.

В зависимости от вида зубцов и устройства оборудования различают такие типы фрез:

  1. Сварные.
  2. Цельные.
  3. Сборные.

Цельное приспособление состоит из единого металла. Основными их частями являются рабочий участок (у концевых) или тело дисковой формы (у насадочных) и корпус-хвостовик.

К типу насадочному относят отрезные и дисковые инструменты. Они, в свою очередь, могут быть сварными или цельными. У сварных инструментов хвостовик и рабочая часть изготавливаются из различных металлов и друг к другу крепятся при помощи сварки.

Сборное оборудование тоже изготавливается из нескольких металлов (чаще всего двух), но они не намертво прикреплены друг к другу. Их части фиксируются при помощи болтов, винтов или клиньев. Основной частью сборных фрез является корпус, а вот резцы можно точить или заменять. Резцы чаще всего выполнены с твердосплавными напайками или из быстрорежущей стали.

Разновидности

Определённый вид фрезы предусмотрен для отдельной работы. Они подразделяются на следующие виды:

  1. Отрезные.
  2. Дисковые.
  3. Угловые и концевые. Предназначаются для обработки выемок, уступов, наклонных поверхностей и пазов.
  4. Шпоночные. Они похожи на сверло и выполняют те же функции, что и концевые.
  5. Торцовые. Применяются на металлообрабатывающих станках вертикального типа для обработки различных плоскостей.
  6. Цилиндрические. Могут иметь винтовые или прямые зубцы, устанавливаются на станки горизонтального типа. Ими режут плоские поверхности.

К самой применяемой и широко распространённой группе относят отрезные и дисковые фрезы, на рассмотрении которых мы и остановимся.

Дисковая фреза

Этот тип оборудования является одним из самых производительных, он используется для выполнения уступов, отрезания заготовки, выделки разных выемок, канавок и пазов. У их зубцов на концах имеются дополнительные рабочие кромки, диаметр которых сильно превышает длину самого инструмента.

Этот тип фрезы был создан для работы с металлом в более сложных условиях, с зажатием и вибрацией. Вибрация может быть связана с маленькой жёсткостью тела оборудования или плохого отхода стружки из рабочей зоны.

Фреза по металлу дисковая делится на следующие разновидности:

  1. Прорезные.
  2. Трёхсторонние.
  3. Пазовые.
  4. Двухсторонние.

В пазовых дисковых фрезах имеются режущие зубцы только по внешней цилиндрической поверхности. Для фрезерования мелких канавок они очень удобны. У двухсторонних имеются и поверхностные, и торцовые зубья. У трёхстороннего оборудования зубцы покрывают поверхности и два торца, с их помощью можно одновременно обрабатывать несколько перпендикулярных плоскостей в уступах или пазах.

Чтобы на заготовках выполнять шпицы и узкие канавки, используют топкие дисковые инструменты, их ещё называют «пила». Фаски у них на торцах затачивают поочерёдно. В основном фаской снимается 50% рабочей кромки. Именно по этой причине слой металла, который срезается зубцами, меньше ширины будущей канавки. Подобная конструкция оборудования предусматривает промежутки между зубцами для стружки, которая за счёт этого легче выводится. Если ширина реза будет такой же, как у канавки, то стружка зацепится за стенки и застрянет, что может вызвать поломку режущей поверхности.

Отрезные фрезы

Фреза отрезная является разновидностью дисковой. Созданы они для деления целой заготовки на части и отрезания фрагментов болванок. Рабочих острых кромок на торцах нет, так как они размещены по периферии. По размерам зубьев различают такие типы отрезных фрез:

  1. С большими зубьями.
  2. С малыми.
  3. Со средними (нормальными).

Многие отрезные фрезы относятся к классу «В» по точности и имеют толщину больше 1 мм. Инструменты со средними и малыми зубцами применяются для фрезерования чугуна и стали, а с большими — для лёгких и мягких металлов.

Выбрать для себя подходящий инструмент несложно, необходимо лишь знать характеристики и параметры оборудования. К таким параметрам относят число зубьев и материал, из которого выполнено изделие. Ключевым моментом для выбора материал изделия является прочность металла, который вы собираетесь резать.

Требуемое число зубьев

От того, какое количество зубьев у инструмента, зависит скорость обработки и чистота среза. Чем больше их количество, тем место спила будет чище. Но при этом сильно возрастает нагрузка на электромотор, процесс отвода из места распила стружки ухудшается. А из-за этих причин падает скорость вхождения в толщину металла и вращения инструмента. Если количество зубцов небольшое, то между ними увеличивается размер пазух. Эти факторы ускоряют распилку и облегчают вывод стружки. Но на торцах останутся бороздки, которые дополнительно следует зачищать.

Больше зубцов делают отрезным фрезам с отрицательным значением угла и габаритным поперечником. Меньшее число зубьев будет у устройства с положительным значением угла и небольшим поперечником.

Малое число зубов колеблется в пределах 10−40 штук, среднее — 40−80, а большое — 80−90. Именно образцы со средним числом зубьев подходят для различных видов распила. Именно такие образцы наиболее эффективны для работы по материалам разной твёрдости.

Для чистового фрезерования применяют режущие дисковые инструменты с мелкими зубцами, а для первичного — с крупными. Диски, предназначенные для черновой работы, отличаются беспрепятственным и быстрым отводом излишков стружки из глубоких зон распила.

Как подобрать материал

Для резки металлов с прочностью от 500 до 800 МПа применяются фрезы из быстрорежущей стали с добавлением молибдена, количество которого составляет примерно 5%. Для работы с металлами, прочность которых превышает 800 МПа, выбирают инструмент с содержанием кобальта до 5%. Для работы с драгоценными металлами изготавливают высокоточные фрезы из быстрорежущей стали наилучшего качества.

Для обработки нержавеющей стали применяются дисковые инструменты с напайками из карбида вольфрама. Такие зубцы не перетачивают, они покрыты слоем PVD.

Правила хранения и испытания

Проверка дисковых отрезных фрез на работоспособность и стойкость происходит на образцах, которые изготовлены из стали 45, со скоростью резания 20−100 метров за минуту. Проводятся испытания на фрезерных станках с применением спецоправки и правочных колец. Общая длина фрезерования каждого инструмента, который подвергается проверке по металлу, составляет 25−50 см.

Проверочную обработку производят с обязательной подачей охлаждающей жидкости, водного раствора эмульсола. После того как испытание будет завершено, явления окрашивания на режущих частях отрезных дисковых фрез должны отсутствовать. Если после тестирования фреза готова к дальнейшей эксплуатации, считается, что испытание на работоспособность она прошла.

Внешний вид оборудования анализируется, согласно ГОСТу, визуально. Осуществляется осмотр с помощью лупы с четырёхкратным увеличением. Твёрдость проверяется по стандарту 9013, а шероховатость — 9378.

Оборудование выполняют из быстрорежущих сплавов, к которым относятся высоколегированные марки стали с повышенной теплостойкостью. Подобная отличительная черта достигается введением в сплав молибдена, хрома и ванадия в сочетании с вольфрамом. Для производства отрезных фрез в основном берут сталь таких марок: Р6М5, Р12, Р18.

На заводы для изготовления режущего инструмента сплавы поступают в виде стальных заготовок (в поковках).

Когда фрезы подвергают нагреву под закалку, в сплаве начинает формироваться аустенит. Он содержит относительно небольшое количество углерода и активно легируется. Режущий инструмент получает особую структуру после закалки и состоит из мартенсита с меленькими иглами, различных карбидов и остаточного аустенита.

Основными легирующими добавками для быстрорежущих сталей служат ванадий, вольфрам, молибден и кобальт. Именно эти элементы способны обеспечить нужную красностойкость материала. В подобные сплавы обязательно добавляют хром. Особое внимание уделяется количеству в стали углерода: его число должно быть таким, чтобы в сплаве могли сформироваться карбиды вводимых добавок. Если количество углерода будет меньше 0,7%, то готовая фреза не будет иметь нужную твёрдость.

Как на свойства сплавов влияют легирующие элементы:

  1. Фосфор и сера оказывают негативное воздействие на характеристики стальных быстрорежущих композиций. В сплаве их количество не должно превышать 0,03 и 0,015% соответственно.
  2. Вольфрам и молибден являются основными легирующими добавками. Именно благодаря им обеспечивается высокая степень эксплуатационной и красностойкости стали.
  3. Хрома в сплаве должно содержаться не более 4%. Он придаёт повышенную прокаливаемость металлу.
  4. Кобальт повышает красностойкость, но удаляет углерод из стали и понижает её прочность и вязкость.

Чаще всего инструмент изготавливают из стали марки Р6М5. Её стоимость ниже, но и фреза получается менее износостойкой, чем из материалов марок Р18 и р12.

Максимальная износостойкость у сплава Р18: в нём наибольшее количество вольфрама, отсюда и высокая стоимость. А по показателям теплостойкости лучшим считается инструмент, изготовленный из стали Р12.

Методы повышения износостойкости

Высокие эксплуатационные характеристики гарантирует качественная термическая обработка оборудования. Фрезу могут подвергать различным вариантам закалки, которые увеличивают их износостойкость. Выполняется закалка следующими методиками:

  1. Светлая. Это разновидность термической ступенчатой обработки. Чтобы её осуществить, необходимо охладить сталь специальными соединениями. В основном для этих целей применяется смесь расплавленной щёлочи и воды.
  2. Прерывистая. Такая технология популярна, так как она исключает риск появления в готовых изделиях трещин.
  3. Непрерывная. Применяется этот вид закалки редко, так как выполняется он с ускоренным охлаждением. А такие манипуляции часто вызывают появление трещин на приспособлении.
  4. Ступенчатая. Этот вид закалки включает в себя охлаждение заготовок в горячей атмосфере (до 600 градусов), а после — на открытом воздухе.
  5. Очень редко могут применять изотермические неполные или полные закалки, а также индукционный нагрев.

При термообработке нагрев производят:

  1. В соляных специальных ваннах.
  2. В газовых и электрических агрегатах в защитной среде.
  3. Высокочастотными токами.

Фрезы необходимы для обработки металлических изделий и прорезывания в них канавок и прочих отверстий, именно поэтому правильно подойдите к её выбору. Учтите все нюансы последующего процесса обработки и тип металла, с которым вы собираетесь работать.

tokar.guru

Фреза по металлу: виды, типы, классификация, для металлообработки, какие бывают, их назначение

Фрезы по металлу — инструмент, функциональным назначением которого является резка стального массива для придания ему требуемых форм. Работа этого инструмента производится вращательно-поступательными движениями. Иногда вращение при обработке бывает эксцентричным (с разными условными центрами вращения), а иногда производится сразу в нескольких плоскостях. Всю нагрузку при обработке металлической поверхности берет на себя именно оснастка.

Есть множество разновидностей фрез по металлу. Рассмотрим их подробнее в этой статье.

Принципы классификации

Для обработки металлических заготовок фрезы для станков бывают разные, в зависимости от следующих характерных особенностей:

  • в зависимости от материала, из которого они изготовлены;
  • по направлению обработки металла (бывают наклонные, винтовые);
  • по виду заточки;
  • в зависимости от конструкции инструмента (выделяют монолитные, сборные или же составные);
  • по месту нахождения режущих кромок и по виду их крепления (если составные).

Эти условные разделения необходимы, чтобы можно было точно выбрать тот тип фрезы, которым было бы максимально удобно обрабатывать металлическую заготовку, чтобы придать ей требуемую форму. Однако определяющая классификация оснасток связана с их формой. Об этом далее.

Виды

Основные типы фрез

Фрезы для металлообработки классифицируют в зависимости от формы, которая зависит от направления приложения усилия к режущей кромке. Выделяют следующие типы:

  • дисковые;
  • торцевые;
  • цилиндрические;
  • угловые;
  • концевые;
  • фасонные;
  • червячные;
  • кольцевые.

Рассмотрим все разновидности последовательно.

Дисковые

Этот тип инструмента получил широкое применение на профильных станках, а также на автоматах продольного вытачивания заготовок. Выделяют следующие разновидности дискового инструмента:

  1. пазовые.
  2. Двусторонние
  3. Трехсторонние.

С помощью дисковых фрез делают прорези в заготовке, а также делят ее по длине (для отрезания). Выбирая подходящий тип оснастки, нужно уделять внимание следующим параметрам:

  • Диаметр. При прорезях в заготовке диаметр фрез определяется в зависимости от максимальной глубины паза от поверхности заготовки. В случае отрезания заготовки диаметр инструмента подбирается по глубине реза.
  • Ширина. Здесь все зависит от того, паз какой ширины нужно выточить. Требуется минимизировать расходы станочных машино-часов, а также износ инструмента. Исходя из этих соображений, выбирается та ширина, которая будет оптимальной для формирования требуемой конструкционной особенности формируемой детали.

Материал дисковой фрезы. Здесь различают:

  • HSS;
  • HSSCo;
  • твердосплавные дисковые.

Принцип простой: металл обрабатывается инструментом, сделанным из более твердого металла.

Количество зубьев на диске. В зависимости от того, какой материал требуется обработать, определяется сплав, из которого должна быть сделана фреза, а также ее необходимая форма (минимальное количество зубьев). От этого зависит ее стоимость.

Торцевые

Они используются на оборудовании для формирования у заготовок плоских и ступенчатых поверхностей.

Каждый ее зуб представляет собой стандартный резец, при этом его режущие кромки размещаются исключительно в торцевой поверхности.

Ось фрезы располагается перпендикулярно по отношению к обрабатываемой плоскости заготовки.

Основную нагрузку несут боковые режущие кромки. При этом ее зубья воздействуют на деталь не все вместе и сразу, а по очереди (то есть, упор производится не всей плоскостью инструмента). Это дает возможность обрабатывать заготовки равномерно.

Особенности торцевого инструмента:

  • наличие большого количества режущих кромок (лезвий);
  • повышенная жесткость, что требует и жесткости закрепления инструмента в шпинделе станка.

Эти черты позволяют обеспечивать торцевым фрезам повышенную производительность обработки металла (если сравнивать, к примеру, с цилиндрическими). Однако для торцевого инструмента требуется корректно подобрать охлаждающую и смазывающую жидкость. В связи с его потенциально более высокой производительностью, более качественное охлаждение и смазка нужны здесь для сохранения его режущей способности.

Цилиндрические

Такой тип фрез предназначается для горизонтально-фрезерного оборудования для обработки поверхностей заготовок. Различают следующие разновидности цилиндрического инструмента:

  • с прямыми зубьями;
  • с винтовыми зубьями.

Особенность фрезы с винтовыми зубьями отличается плавностью обработки заготовки, а потому они весьма распространены на предприятиях. Инструменты с прямыми зубьями в основном применяется для фрезерования узких плоскостей.

Угловые

Они используются для обработки угловых пазов и наклонных плоскостей у заготовки. Такие фрезы бывают:

  1. одноугловые: оснащаются рабочими кромками, которые располагаются на торце конической поверхности;
  2. двуугловые: кромки расположены на двух конических поверхностях.

С их помощью ускоряется процесс обработки заготовки детали и, соответственно, экономятся машино-часы оборудования.

Концевые

Применяются для формирования глубоких пазов в корпусных деталях, например, в контурных выемках.

Основную работу выполняют зубья фрезы, расположенные на ее цилиндрической поверхности.

Кроме того, присутствуют и вспомогательные рабочие кромки, которые зачищают дно образуемой канавки.

Зубья концевых фрез бывают винтовыми и наклонными.

Фасонные

Фасонные фрезы используются для придания профиля поверхностям незамкнутого типа. Кроме того, они подходят для формирования канавок. С помощью фасонного инструмента можно создать сложный профиль, в том числе для заготовок, которые имеют существенную разницу между своими габаритными размерами, между длиной и шириной. Фасонные фрезы имеют 2 типа зубьев:

  • остроконечные;
  • затылованные.

Чтобы получить пазы или выступы полукруглой формы, а также других скруглений на детали, обычно используют радиусные, выпуклые и вогнутые фасонные фрезы.

  • радиусная: с ее помощью можно делать не только отрезку различных частей заготовки, но и фигурные вырезы на ее поверхности;
  • выпуклая: применяется для формирования относительно простых скругленных пазов и выступов;
  • вогнутая: такой инструмент часто применяется на производстве для формирования металлорежущих изделий – резцов.

Червячные

Обработка таким инструментом осуществляется через точечное касание заготовки. Червячные фрезы бывают:

  • сборными и цельными;
  • в зависимости от направления витков – левыми и правыми;
  • со шлифованными и нешлифованными зубьями.

Кольцевые

Такой инструмент – уже нечто среднее между фрезой и сверлом. Они предназначены для получения отверстий большего диаметра, чем это может обеспечить сверлильный станок. Кроме того, кольцевой инструмент имеет более высокую скорость резки по сравнению со сверлами (почти в 4 раза). Такой тип оснасти выпускается не только для станков, но и для ручных дрелей (другое их название – борфрезы).

Возможности фрезерных станков

Современное фрезерное оборудование становится все более универсальным и эффективным. Самой продвинутой его разновидностью, безусловно, являются роботизированные комплексы, которые производят комплексную обработку металлических заготовок, самостоятельно выбирая нужных тип оснастки для различных операций, а также устанавливая оптимальный алгоритм вытачивания той или иной поверхности или отверстия.

Фрезерный инструмент способен обрабатывать все типы металлов и сплавов (черных и цветных), а применение инновационных датчиков и комплексных программных методов управления производственным циклом станков позволяет оптимизировать изнашиваемость инструмента и расход машино-часов оборудования.

2lzz.ru

Фрезы по металлу для дрели: виды, конструкция, правила выбора

Обработка изделий, изготовленных из металла, требует применения специального инструмента и соответствующего металлорежущего оборудования, приобретать которое для использования в домашних условиях и для небольших мастерских не всегда целесообразно. Между тем выполнить такую обработку, не используя для этого дорогостоящее оборудование, вполне возможно, и помочь в этом может фреза по металлу для дрели.

Используемые с дрелью фрезы по металлу бывают различной формой рабочей части

Установив такую насадку на обычную электрическую дрель, вы получите в свое распоряжение ручной фрезерный станок, при помощи которого можно проводить несложные технологические операции по обработке металлических изделий. Чтобы обеспечить эффективность использования такого ручного фрезера, для его комплектации следует использовать только качественные металлорежущие инструменты.

Обрабатываемые материалы

Фрезы, устанавливаемые на электрические дрели, предназначены для работы с изделиями из древесины или металла. Фрезы для работ по металлу, используемые в качестве насадок для дрели, отличаются более жесткой конструкцией. Их простейшими моделями, работающими в комплекте с электрическими дрелями, являются шарошка и зенковка, при помощи которых выполняют расточку отверстий и черновую обработку изделий из металла.

Используя дрель в паре с фрезой по металлу можно расточить отверстие или сформировать гнездо

Шарошка представляет собой обдирочную фрезу, при помощи которой с обрабатываемого металлического изделия снимается поверхностный слой. Используя зенковку, конструкция которой схожа с конструкцией обычной фрезы, можно не только выполнять грубую обработку отверстий, но и формировать на поверхности металлического изделия углубления требуемой формы.

Разновидности фрез по металлу для дрели

В комплекте с электрическими дрелями сегодня используются различные типы фрез по металлу:

  • торцевые;
  • дисковые;
  • цилиндрические;
  • концевые;
  • фасонные;
  • угловые.

Наиболее популярными фрезами по металлу, которые применяются для комплектации дрели, являются инструменты торцевого типа с вертикальной осью вращения. С их помощью обрабатывают плоские поверхности, снимая слой металла требуемой толщины.

Фрезы с насечкой различного типа

Дисковая фреза, режущие зубья которой могут располагаться не только на ее боковой части, но и на торце, применяется для формирования на поверхности обрабатываемого изделия различных канавок и пазов.

Режущие кромки фрезы цилиндрического типа, которая используется для обработки плоских участков изделий из металла, располагаются на ее боковой части. По форме расположения режущие кромки могут быть прямыми или винтовыми. Более плавную и аккуратную обработку обеспечивают цилиндрические фрезы с винтовыми зубьями. Ось вращения таких фрез в процессе работы располагают в горизонтальной плоскости.

Фрезы цилиндрической формы могут быть с торцевыми резцами или без них

Концевая фреза по металлу, используемая для комплектации дрели, – это инструмент, при помощи которого обрабатываются глубокие пазы, уступы, контурные выемки, взаимно перпендикулярные плоскости. При выполнении таких операций задействуются как главные режущие кромки, расположенные на боковой части фрезы, так и вспомогательные на ее торце.

Фасонные фрезы, как следует из их названия, используются для обработки фасонных поверхностей. Поскольку фасонные изделия небольшой длины производятся преимущественно методом протягивания, то инструменты данного типа применяются для изделий, отличающихся значительным соотношением длины к ширине.

Фасонные фрезы для дрели

Угловые фрезы имеют более сложную конструкцию. Они используются для обработки наклонных плоскостей и угловых пазов. По своему конструктивному исполнению фрезы данного типа могут быть одно- и двухугловыми. Режущие кромки первых располагаются на их боковой конической части и на торце, вторых – на двух смежных конических поверхностях.

Реже всего из всех перечисленных выше разновидностей фрез по металлу для дрелей используются угловые и фасонные.

Конструкция инструментов

Каждый из типов фрез по металлу для дрели, описанных выше, отличается особенностями конструктивного исполнения. Большим разнообразием с этой точки зрения обладают фрезы концевого типа, однако инструменты других категорий тоже выпускаются с режущими зубьями различной формы и конструкции.

Режущие зубья

Это основные элементы конструкции фрезы по металлу, за счет характеристик которых и обеспечивается ее способность выполнять обработку металлических изделий. По конфигурации режущих зубьев фрезы могут быть остроконечными и затылованными. Фрезы, зубья которых сформированы плоскими передней и задней поверхностями (остроконечные), имеют один большой недостаток: их переточка выполняется по задней поверхности, что приводит к изменению геометрических параметров зуба. По этой причине фрезы с остроконечными зубьями не могут часто подвергаться такой процедуре.

Слева фрезы с крупными зубьями для грубой обработки мягких металлов. Справа фрезы с мелкой насечкой для тонкого снятия заусенцев с твердых металлических поверхностей

У фрез затылованного типа плоской является только передняя поверхность режущих зубьев, по которой и выполняется переточка. Благодаря такой конструктивной особенности фрезы данного типа можно перетачивать неоднократно, не переживая за то, что их геометрические параметры изменятся в процессе выполнения такой процедуры.

Цельные и сборные инструменты

Фрезы по металлу, используемые для комплектации электрической дрели, могут производиться в цельном или сборном варианте. В первом случае их делают из одной металлической заготовки. Соответственно, их тело и режущая часть выполнены из стали одной марки. Такой подход к изготовлению фрез позволяет снизить их себестоимость, но отражается на их эксплуатационных характеристиках.

На стержни этих фрез можно закрепить шаровидные или сферические головки

Тело сборной фрезы выполняется из недорогих марок стали, а в качестве режущих элементов используются твердосплавные пластины, которые фиксируются на корпусе при помощи пайки. Несмотря на то, что стоимость сборных фрез выше, чем цельных, их приобретение является оправданным шагом во многих ситуациях, так как они отличаются более длительным эксплуатационным сроком и позволяют выполнять обработку с более высокой производительностью и точностью.

Какой инструмент предпочесть

Сегодня приобрести фрезы по металлу, используемые для комплектации электрической дрели, не представляет особых проблем. Большой выбор предлагают специализированные офлайн- и интернет-магазины. Цена инструмента зависит как от его типа и конструктивного исполнения, так и от торговой марки.

Фрезы в наборах обходятся дешевле в пересчете за каждую единицу, но профессиональный инструмент чаще продается поштучно и стоит намного дороже

Выбирая фрезу по металлу для ее использования в комплекте с дрелью, лучше отдавать предпочтение продукции проверенных производителей, которая прослужит вам дольше и обеспечит высокую эффективность выполняемой обработки. Стоит отдавать предпочтение инструментам от следующих производителей:

  • Bosch;
  • Metabo;
  • JET;
  • Optimum;
  • Hahnreiter;
  • Intertool;
  • Stayer;
  • «Глобус»;
  • «Инструмент-М»;
  • «Корвет»;
  • «Атака»»
  • «Инструмент-сервис».

Как правильно выбрать фрезу по металлу

Чтобы выбрать фрезу по металлу для комплектации электрической дрели, следует обращать внимание на такие параметры, как:

  1. диаметр;
  2. расположение и конструкция режущих кромок;
  3. тип хвостовика, при помощи которого инструмент фиксируется в патроне дрели;
  4. материл изготовления корпуса и режущей части;
  5. качество заточки.
Следует иметь в виду, что электрическая дрель, на которую будет устанавливаться такая фреза, относится к оборудованию ручного типа, поэтому не следует выбирать инструмент для полуавтоматических и автоматических станков.

Формы твердосплавных фрез по металлу для дрели

В том случае, если вам надо приобрести для дрели фрезу сборного типа, следует обращать внимание еще и на то, насколько качественно выполнено крепление режущей части. Режущие пластинки, которые крепятся преимущественно методом пайки, должны плотно прилегать к телу инструмента, в противном случае они могут вылететь в процессе выполнения обработки.

Качество заточки – важный параметр, который напрямую влияет на производительность и качество обработки. Несмотря на то, что многие производители стараются выполнять заточку своих фрез по уникальной технологии, отдавать предпочтение следует инструментам, заточка которых проведена по одной из стандартных схем.

Каждая фреза предназначается для обработки поверхностей определенной конфигурации

От материала, из которого выполнена фреза, зависит как ее долговечность, так и качество и производительность обработки. Для выполнения с помощью дрели разовых фрезерных работ, к качеству которых не предъявляется высоких требований, можно выбирать цельный инструмент, выполненный из стали одной марки. Если же фрезой придется пользоваться часто, при этом надо получать изделия высокого качества, лучше отдать предпочтение более дорогостоящим инструментам, режущая часть которых изготовлена из твердосплавных пластин.

Самодельные фрезы-шарошки, изготовленные из высоких каленых гаек и приваренных к ним шаров от подшипников

Многие домашние мастера, желающие сэкономить на фрезах по металлу для дрели, изготавливают их из подручных средств. Конечно, качественного результата с помощью такого самодельного инструмента добиться трудно, но справиться с элементарными задачами он вполне способен. Для его изготовления подходят следующие подручные средства:

  • рифленое колесико от кремниевой зажигалки (использоваться такая микрофреза может достаточно долго, а при выходе из строя быстро и с минимальными затратами заменяется на новую);
  • дюбель, на шляпке которого формируются режущие кромки (так можно изготовить небольшую отрезную фрезу, которая справится с изделиями не только из пластика и древесины, но из цветных металлов).

met-all.org


Смотрите также